[發明專利]鈍頂螺旋藻CPD光修復酶及其應用

無效

• 申請號: 201310731604.9
• 申請日: 2013-12-27
• 公開（公告）號: CN103966193A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發明（設計）人: 李旭;沈輝;王虹
• 申請（專利權）人: 安徽邦業生物工程有限公司
• 主分類號: C12N9/88
• 分類號: C12N9/88;C12N15/60;C12N15/70;C12N1/21;A61K8/66;A61Q17/04;C12R1/01
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

技術領域

本發明具體涉及鈍頂螺旋藻（Spirulina platensis）中CPD光修復酶、其優化后的編碼基因，以及鈍頂螺旋藻CPD光修復酶的DNA損傷修復活性，涉及生物學領域。

背景技術

對每一種生物而言，基因組的準確和完整都是保證其自身存活及機體功能正常執行的重要基礎。源于生物體內部及外界環境的基因毒性物質侵害、DNA復制過程中發生的各類錯誤以及DNA自身固有生化性質導致的不穩定，每個細胞每天大約需要承受50,000到500,000次的DNA分子損傷。

紫外線是最主要的環境DNA 損傷劑，盡管臭氧層吸收了太陽紫外線中最危險的部分（紫外線C），但強烈陽光中剩余的紫外線A和紫外線B仍能在一小時內對被照射細胞產生約十萬次的DNA損傷。生物體中DNA的四種堿基在近紫外波段（紫外線B）有強吸收，進而誘發DNA同一條鏈內相鄰的胸腺嘧啶堿基產生嘧啶二聚體光化學產物，其中最主要(約90%)的光產物是環丁烷嘧啶二聚體(Cyclobutane Pyrimidine Dimer, CPD), 還包括(6-4)光產物（6-4 PhotoProduct，6-4 PP)等其他光產物破壞DNA 結構，引發基因突變和基因組畸變，最終導致細胞死亡或者癌變。對人體的皮膚細胞而言，受紫外線損傷的DNA如果不能夠被及時和正確的修復，將造成皮膚炎癥及黑色素沉積，甚至引發皮膚癌和黑瘤病。

在病毒、細菌、真菌、昆蟲、植物、無脊椎動物及部分脊椎動物細胞內存在一類DNA光修復酶，可在300~600nm波長的光照射下將原本受紫外線照射而在DNA中形成的嘧啶二聚體分解成原來的非聚合狀態，使DNA恢復正常。由于人體內缺乏該類DNA光修復酶，皮膚細胞中只能采用效率較低的核苷酸切除修復(nucleotide excision repair, NER)方式消除6-4 PP，而環丁烷嘧啶二聚體CPD則會被積累下來并導致一系列的負面效應的發生, 如皮膚炎癥、免疫抑制、皮膚腫瘤，甚至皮膚癌。現有研究結果表明CPD光修復酶可以主動修復皮膚細胞因紫外線照射而產生的基因損傷，抑制由此引起的紅斑、皮膚炎癥等發生；抑制DNA損傷引起的代謝免疫功能異常，有效抵制細菌、寄生蟲的侵蝕，延緩衰老，增強皮膚新陳代謝而使細胞保持活力；并且還能預防紫外線損傷引起的皮膚癌。

鈍頂螺旋藻(Spirulina platensis)，是絲狀不形成異型胞的藍藻，原產于非洲乍得Aranguadi湖，國內主要分布在海南、廣東、云南等地。鈍頂螺旋藻是世界上廣泛推行的優良螺旋藻品種，由于其具有營養成分高且易于吸收的特點，已被人類廣泛采集食用了幾百年。作為安全的食用藻類，每個鈍頂螺旋藻中僅含有10~20個CPD光修復酶分子，這使得直接進行天然鈍頂螺旋藻CPD光修復酶的分離純化和體外應用極為困難。因此有必要對長期生存于強紫外線輻射條件下的鈍頂螺旋藻進行深入研究，利用基因工程手段克隆重組其CPD光修復酶，實現過量表達和純化。

發明內容

鑒于現有技術的不足，本發明的目的之一在于提供一種鈍頂螺旋藻CPD光修復酶，其具有SEQ ID NO:2所示的多肽序列，或在SEQ ID NO:2所示氨基酸序列中包含取代和/或缺失和/或添加所形成的具有CPD光修復酶活性的多肽序列。

作為可行的實施方案之一，所述鈍頂螺旋藻CPD光修復酶具有在SEQ ID NO:2所示氨基酸序列中取代和/或缺失和/或添加1～10個氨基酸殘基所形成的多肽序列。

本發明的目的之二在于提供一種編碼所述鈍頂螺旋藻CPD光修復酶的多聚核苷酸。

進一步的，所述多聚核苷酸具有SEQ ID NO:1所示的核苷酸序列，或者與SEQ ID NO:1 所示核苷酸序列有90% 以上同源性且能夠編碼光修復酶活性蛋白的核苷酸序列。

本發明的目的之三在于提供一種導入了前述多聚核苷酸的原核或真核表達載體。

進一步的，所述表達載體中還導入了選擇性標記基因，其可包括但不限于：可在表達菌株中產生顏色變化的酶的基因、或發光化合物的基因、或具有抗生素標記物的基因、或具有營養缺陷抗性的基因。

本發明的目的之四在于提供包含前述多核苷酸或前述表達載體的宿主細胞。

本發明的目的之五在于提供鈍頂螺旋藻CPD光修復酶在制備防曬產品中的應用。